經過十余年探索，我國海上風電初步形成了較為完整的產業體系，基本具備規模化開發的條件，對我國，特別是沿海地區能源結構調整和經濟社會轉型升級具有重大意義。然而，完整不意味著完善。我國海上風電開發起步晚，行業缺乏足夠的經驗，風電機組缺少長時間的運行驗證。同時，專業安裝船、運維船等配套設備的設計和建造，以及安裝、運維技術人才培養都落后于產業發展的步伐。這些都是海上風電進入平價時代，走向規模化發展必須邁過的門檻。

 

 

　　為實現海上風電的持續發展，產業鏈上、下游企業需做好長期奮斗的準備。中國海裝對此洞若觀火，形成了自身獨有的發展節奏，用“慢思維”與“快功力”引領行業行穩致遠。

 

 

　　中國海裝的海上風電業務可以追溯至2008 年。據中國海裝工程技術公司副總經理劉城回憶，2008 年9 月，中國海裝正式啟動海上風電業務布局，隨后成立了科技部批準的“國家海上風力發電工程技術研究中心”，經過大量試驗和調研，于2011 年8 月完成了5MW 機組的整體設計。2012 年7 月，首臺H128-5MW 樣機下線。2017 年10 月，該機組在華能如東八仙角海上風電項目實現批量運行。這樣看來，面對全球海上風電的“加急時代”，雖然該公司起步較早，但發展卻似乎并未占得先機。然而事實真的如此嗎？

 

　　早期，我國海上風電發展并不明朗，產業鏈尚未成形，較歐洲部分國家有較大差距，未經長期驗證的機型貿然進行批量裝機會帶來極大的風險。對風險的權衡，讓中國海裝有意放慢了發展的步調。

 

　　“可靠性是設計出來的，也是驗證Offshore Wind Power 海上風電出來的，而時間是最好的試金石。”劉城表示，“在設計階段，即使機組整體通過了各方面的可靠性試驗，包括滿載試驗、壽命試驗以及一些惡劣環境模擬試驗，如鹽霧、腐蝕、高低溫試驗等，安裝后在基礎運行階段也會暴露一些問題。”

 

　　通過樣機的長時間運行，不僅驗證了結構設計的可靠性、關鍵零部件的質量等，也讓中國海裝能夠不斷優化機型，為此后的機組小批量商業化投運奠定基礎。

 

 

　　慎重則必成。中國海裝海上風電機組的研發嚴格遵循“樣機驗證―小批量―規模化”這一過程，如此“十年磨一劍”得到的機組質量自然能得到保障。據了解，由中國海裝研發的5MW系列機組自2012 年裝機以來，至今已穩定運行8 年有余。H171-5MW 機組還創造了海上三類風能資源區年利用小時達到3900+ 小時的紀錄。

 

　　2019 年，該公司推出基于5MW成熟平臺研發的6MW 級海上機組。該款機型繼承了5MW 機型的所有優點，機艙采用全密封結構和獨立內/ 外循環冷卻的整體抗惡劣環境技術，布局緊湊、重量輕；齒輪箱和發電機的二次冷卻系統采用與機艙隔離的自然風冷，可靠性高，自耗電低；變槳則采用高壓集成式控制系統，能大幅降低變槳控制系統故障率，極大提高機組的適應性，可進一步有效降低度電成本，實現3000+ 的年利用小時數。

 

　　該公司最新推出的8MW 以及10MW 機型已獲得設計認證， 計劃于2021 年安裝樣機。據劉城介紹，H210-10MW 機組匹配了目前國內最長碳纖維葉片，在捕獲更多風能的同時，降低葉片載荷，減輕葉片重量，實現機組功率和葉片最優匹配。齒輪箱和發電機易拆卸集成式設計，結構緊湊，可靠性高，平均成本低，利刃出擊海上風電后補貼時代。

 

　　中國海裝背靠的中國船舶集團擁有豐富的海洋裝備研發歷史，深厚的積淀使該公司的海上風電機組研發擁有同國際一流企業同臺競技的水平。

 

　　海上風電機組與船舶在運行原理上存在諸多相通之處，由此，中國船舶集團內部高度互信的供應鏈體系為中國海裝的技術創新提供了條件。聯合集團內部的相關院所和關鍵零部件供應商，中國海裝提出了風電機組系統匹配與參數優化設計方法，并創建風電機組研究開發平臺，建立了風電機組設計的理論和技術體系。依托于此，中國海裝海上機組的正向設計能力、與供應鏈協同設計能力、設計管理能力及設計驗證能力在內的綜合系統集成能力得到快速提升。

 

　　與此同時，“技術同源”的特征使得中國海裝能夠充分借助集團的供應鏈資源。以H171-5MW 海上機組為例，劉城細數了其關鍵零部件的來源：葉片來自中國船舶集團第七二五研究所，齒輪箱來自重慶齒輪箱有限責任公司，發電機來自中國船舶集團884廠，電氣控制系統來自重慶前衛科技集團……

 

　　在此過程中，中國海裝還將集團的軍工理念滲透到機組研制的每一個環節中，嚴苛、完善的軍工產品生產標準使機組達到制造工藝的高度一致性和穩定性，“可靠”成為中國海裝風電機組的底色。

 

 

　　“慢思維”背后是對技術認真、謹慎和科學的打磨，而“快功力”則表現在對產業各個環節的效率提升上。隨著海上風電產業走向規模化發展，產業鏈不匹配的問題逐漸凸顯，設計、研發、安裝、運維等多個環節亟待理順。劉城認為，各方應合力做好基礎性工作，打造堅強產業鏈，支撐行業走向平價上網。中國海裝一直在為此展開布局。

 

　　精細化的前期規劃設計是確保風電項目高效運營的基礎。在風能資源評估方面，該公司與國家氣候中心合作， 自主開發了LiGa 大數據平臺，探索更加快速化、精準化的風電場規劃和方案設計，從而實現更高的效益。

 

　　由于海上施工條件復雜，但相應的船機設備配套跟不上，海上風電的建設安裝成本一直居高不下，成為產業走向平價的一大阻礙。中國海裝通過發揮集團優勢在積極探索解決之道。

 

 

　　2020 年3 月，由中船海工自主投資、中船重工設計研究中心有限公司設計、大船集團山船重工承建的自升式海上風電安裝平臺“中船海工101”在山海關順利下水。據悉，該平臺船配置一臺起重能力為1000 噸的繞樁式主吊機，一臺起重能力為350 噸的繞樁式輔吊機，單樁作業支持能力為6000 噸，可搭載3 套7MW 風電機組部件或4 套5MW 風電機組部件，具備5MW 和7MW 海上風電機組的安裝能力。

 

　　一旦投運，運維就成為決定風電場運行表現的關鍵所在。中國海裝抽調陸上風電工程的精英骨干重點培養，于2016 年成立了海上運維中心，主要負責海上風電機組出廠后的運輸、吊裝和運維等工作。中心通過大量的測試、技改，積累了大量的海上風電運維數據，掌握了海上運維的關鍵點，以LiGa 大數據平臺為基礎形成包含大數據平臺、智能排程系統、調度管理系統三大系統的智能運維系統。一方面，可以實現對安裝、運維過程中機組實時狀態的監測和工作計劃的安排；另一方面，能夠對風電場運行情況進行智能預警診斷，實現預防性運維，并通過診斷模型給出故障診斷結果和解決方案等。

 

　　有業內人士表示，在海上風電產業大規模發展之際，亟需加快人員培訓體系建設和相關標準的制定，通過周密的人才培訓計劃結合智能運維系統，實現人員的合理安排是提升運維效率、確保安全的核心。

 

　　在中國海裝，所有人員執行運維工作都需經過嚴格的培訓，并持證上崗。海上風電運維人員必須取得海員的“四小證”以及登高證、電工證等。同時，還需要參加基礎知識系統培訓、車間實體培訓、輪崗訓練等，每個階段都會有嚴格的考核制度，全部通過方能正式上崗作業。

 

　　運維船作為海上風電場運行和維護的重要工具，目前在國內以改裝船為主，航速低，裝載能力弱。專業運維船成為海上風電走向規模化發展的硬性需求。中國海裝敏銳地捕捉到了這點，并聯合集團力量開展研制。

 

　　劉城透露，目前集團內部已完成立項，正在進行運維船的前期招標啟動工作，計劃在2021 年年底，國內第一艘專業雙體鋁合金運維船將投入使用。結合公司對直升機運維的探索，中國海裝將形成更加立體、科學的運維方案，推動產業朝著更加專業、更高效的方向發展。

 

　　此外，中國海裝率先提出“海上風電運維樞紐中心”整體解決方案。據介紹，樞紐中心是海上風電運維的交匯點，供區域性海上風電場共享使用，是交通運輸、風電運維等船舶中轉、換乘、換裝與集散的場所，也是各種運輸方式銜接和聯運的主要基地，從物資保障、生活保障、人員培訓等方面為海上運維提供強有力的保障。同時，集約化的管理方式能有效降低運維成本。

 

 

 

　　隨著能源轉型進程的加速，開發深遠海資源將成為海上風電發展的必然趨勢。生態系統理念在深遠海海上風電項目開發中具有特殊的意義。劉城表示，以漂浮式海上風電場為中心，成熟應用后可與光伏和潮汐能發電、儲能裝置作為能源供應基礎，形成分布式多能互補，打造能源自給自足、休閑娛樂一體化的智慧浮島群，用于海上風電制氫、海洋監測站、深海養殖、海水淡化、供水系統、生活用電、敏感負載等，推動我國海洋探索走向深遠海。

 

　　目前來看，一如十年前獨具慧眼將發展重點定位在海上風電時的果斷，中國海裝而今正聚焦深遠海，加緊儲備前沿技術。

 

　　2019 年，該公司申報的“海上浮式風電裝備研制”項目成功獲得工信部立項，該項目擬通過開展海上漂浮式風電裝備總體設計、系泊系統設計、制造與調試等關鍵共性技術研究，完成大功率海上漂浮式風電裝備研制，并實現海上漂浮式風電裝備的工程示范應用。預計將于2021 年年底安裝第一臺漂浮式機組。

 

　　走向深遠海，海上風電將進入全新的領域，面對更多未知的挑戰。但無論如何，憑“快功力”加速創新，以“慢思維”謹慎論證，我國海上風電未來將一片坦途，中國海裝也將兼程前進，引領海上風電的高質量發展。